Caracterização estrutural e morfológica da superfície da liga Ti-6Al-4V funcionalizada com filmes finos de Nb2O5 para aplicações biomédicas
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTM |
Texto Completo: | http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1268 |
Resumo: | Este trabalho propõe uma pesquisa aplicada e inovadora para o desenvolvimento de filmes finos de Nb2O5 sobre a superfície da liga Ti-6Al-4V com grandes perspectivas de utilização na área biomédica. Filmes finos de Nb2O5 foram depositados na superfície da liga Ti-6Al-4V usando a técnica de pulverização catódica reativa. O sistema foi caracterizado morfologicamente e estruturalmente via MEV/EDX, AFM, FTIR, espectroscopia Raman e XPS. A teoria da tensão interfacial foi utilizada para a determinação da energia livre superficial e mostrou que a superfície tratada tornou-se mais hidrofílica quando comparada ao material base. Os espectros de fotoelétrons de raios-X de alta resolução dos níveis de núcleo de Nb 3d e O 1s demonstram inequivocamente a presença de um Nb2O5 monofásico. Testes de citotoxicidade e biocompatibilidade (linhagem celular VERO-CCL-81), bem como análises de respostas inflamatórias com células de leucócitos de sangue humano também foram realizados, mostrando que o revestimento de Nb2O5 reduziu a toxicidade da liga Ti6Al-4V e sua indução de inflamação, além de aumentar os níveis de citocinas antiinflamatórias. Como a funcionalização da superfície resultou em maior biocompatibilidade e tolerância pelas células do sistema imunológico, além de baixos níveis inflamatórios em relação ao material de base, apresentamos um material superior com amplo espectro de utilização na área biomédica. |
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Caracterização estrutural e morfológica da superfície da liga Ti-6Al-4V funcionalizada com filmes finos de Nb2O5 para aplicações biomédicasLiga Ti-6Al-4V.Revestimento Nb2O5.Materiais funcionais.Implantes.Aplicação biomédica.Ti-6Al-4V alloy.Nb2O5 coating.Functional materials.Implants.Biomedical application.CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAEste trabalho propõe uma pesquisa aplicada e inovadora para o desenvolvimento de filmes finos de Nb2O5 sobre a superfície da liga Ti-6Al-4V com grandes perspectivas de utilização na área biomédica. Filmes finos de Nb2O5 foram depositados na superfície da liga Ti-6Al-4V usando a técnica de pulverização catódica reativa. O sistema foi caracterizado morfologicamente e estruturalmente via MEV/EDX, AFM, FTIR, espectroscopia Raman e XPS. A teoria da tensão interfacial foi utilizada para a determinação da energia livre superficial e mostrou que a superfície tratada tornou-se mais hidrofílica quando comparada ao material base. Os espectros de fotoelétrons de raios-X de alta resolução dos níveis de núcleo de Nb 3d e O 1s demonstram inequivocamente a presença de um Nb2O5 monofásico. Testes de citotoxicidade e biocompatibilidade (linhagem celular VERO-CCL-81), bem como análises de respostas inflamatórias com células de leucócitos de sangue humano também foram realizados, mostrando que o revestimento de Nb2O5 reduziu a toxicidade da liga Ti6Al-4V e sua indução de inflamação, além de aumentar os níveis de citocinas antiinflamatórias. Como a funcionalização da superfície resultou em maior biocompatibilidade e tolerância pelas células do sistema imunológico, além de baixos níveis inflamatórios em relação ao material de base, apresentamos um material superior com amplo espectro de utilização na área biomédica.This paper proposes an applied and innovative research for the development of Nb2O5 thin films on the Ti-6Al-4V alloy surface with great prospects of being used in the biomedical area. Thin films of Nb2O5 have been deposited on the Ti-6Al-4V alloy surface by using the reactive sputtering technique. The system was characterized morphologically and structurally via SEM/EDX, AFM, FTIR, Raman spectroscopy and XPS. Interfacial tension theory was used for the determination of the surface free energy and showed that the treated surface became more hydrophilic when compared to the bare material. The high-resolution X-ray photoelectron spectra from Nb 3d and O 1s core-levels demonstrate unequivocally the presence of a single-phase Nb2O5. Cytotoxicity and biocompatibility (VERO-CCL-81 cell line) tests as well as analyzes of inflammatory responses with Human blood leukocyte cells were also performed by showing that Nb2O5 coating reduced both Ti-6Al-4V alloy toxicity and its inflammation induction besides increasing the anti-inflammatory cytokine levels. Since the surface functionalization resulted in both higher biocompatibility and tolerance by immune cells besides low inflammatory levels concerning the base material, we present a superior material with wide spectra of usage in the biomedical area.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do Triângulo MineiroInstituto de Ciências Biológicas e Naturais - ICBNBrasilUFTMPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia dos MateriaisBURANELLO, Patrícia Andressa de Almeida28926939855http://lattes.cnpq.br/7000238491806644MORETO, Jéferson Aparecido04965668901http://lattes.cnpq.br/7570605360654899BINO, Míriam Cristina de Almeida2022-07-05T17:28:53Z2021-12-142022-07-05T17:28:53Z2021-12-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1268porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTMinstname:Universidade Federal do Triangulo Mineiro (UFTM)instacron:UFTM2022-07-12T17:35:17Zoai:bdtd.uftm.edu.br:123456789/1268Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.uftm.edu.br/PUBhttp://bdtd.uftm.edu.br/oai/requestbdtd@uftm.edu.br||bdtd@uftm.edu.bropendoar:2022-07-12T17:35:17Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTM - Universidade Federal do Triangulo Mineiro (UFTM)false |
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